Плавиковая кислота

Пла́виковая кислота́ (фтороводоро́дная кислота́) — водный раствор фтороводорода (HF). Промышленностью выпускается в виде 40 % (чаще), а также 50 % и 72 % растворов. Название «плавиковая кислота» происходит от плавикового шпата, из которого получают фтороводород.

Физические свойства

Растворение фтористого водорода в воде сопровождается довольно значительным выделением тепла (59 кДж/моль). Характерно для него образование содержащей 38,3 % НF и кипящей при 112 °C азеотропной смеси (по другим данным 37,5 % и t_кип 109 °C). Такая азеотропная смесь получается в конечном счете при перегонке как крепкой, так и разбавленной кислоты. При низких температурах фтористый водород образует нестойкие соединения с водой состава Н₂О·НF, Н₂О·2НF и Н₂О·4НF. Наиболее устойчиво из них первое (t_пл −35 °C), которое следует рассматривать как фторид оксония — [Н₃O]F. Второе является гидрофторидом оксония [Н₃O][H₂F].

Химические свойства

Это кислота средней силы (константа диссоциации составляет 6,8·10⁻⁴, степень диссоциации 0,1 н. раствора 9 %). Как и фтороводород, она разъедает стекло и другие силикатные материалы, поэтому плавиковую кислоту хранят и транспортируют в полиэтиленовой таре. Реакция идёт по уравнению:

Na₂O·CaO·6SiO₂ + 28HF → 2NaF + CaF₂ + 6SiF₄↑ + 14H₂O

с выделением газообразного фторида кремния (SiF₄). Реагирует со многими металлами с образованием фторидов (свинец не растворяется во плавиковой кислоте, так как на поверхности его образуется нерастворимый фторид PbF₂; платина и золото также не растворяются), не действует на парафин, который используют при хранении этой кислоты.

Техническая плавиковая кислота

Техническая плавиковая кислота обычно содержит ряд примесей — Fе, Рb, Аs, кременфтористоводородную кислоту Н₂SiF₆, SO₂) и др. Для грубой очистки ее перегоняют в аппаратах из платины или свинца, отбрасывая первые порции дистиллята. Для получения более чистой кислоты техническую кислоту переводят в бифторид калия, затем разлагают его нагреванием, растворяя фтористый водород в дистиллированной воде. Крепкая плавиковая кислота (более 60 % НF) может сохраняться и транспортироваться в стальных емкостях. Для хранения плавиковой кислоты и работы с ней в лабораторных условиях наиболее удобны сосуды из тефлона, полиэтилена и других пластмасс.

Применение

Крупный потребитель фтороводородной кислоты — алюминиевая промышленность.

• Раствор фтороводорода применяется для прозрачного травления силикатного стекла (например, нанесение надписей, для этого стекло покрывают парафином, прорезая отверстия для травления). Матовое травление получают в парах фтороводорода.
• Для травления кремния в полупроводниковой промышленности.
• В составе травильных, травильно-полировальных смесей, растворов для электрохимической обработки нержавеющей стали и специальных сплавов.
• Получение фторидов, кремнефторидов и борфторидов, фторорганических соединений, а также соответствующих кислот (кремнефтороводородная кислота и борфтороводородная кислота), синтетических смазочных масел и пластических масс.
• Для растворения силикатов при различного рода анализах.

Токсические свойства

Плавиковая кислота сильно ядовита. Обладает слабым наркотическим действием. Возможны острые и хронические отравления с изменением крови и кроветворных органов, органов пищеварительной системы, отёк легких. Обладает выраженным ингаляционным действием, раздражающим действием на кожу и слизистые оболочки глаз (вызывает болезненные ожоги и изъязвления); кожно-резорбтивным, эмбриотропным, мутагенным и кумулятивным действием. Ей присвоен второй класс опасности для окружающей среды. При попадании на кожу в первый момент не вызывает сильной боли, легко и незаметно всасывается, но через короткое время вызывает отёк, боль, химический ожог и общетоксическое действие. Симптомы от воздействия слабо концентрированных растворов могут появиться через сутки и даже более после попадания их на кожу. Специфические антидоты практически отсутствуют, поэтому при сорбции кожей смертельной дозы фтороводорода человек может жить несколько суток (на наркотиках), но без надежды на спасение. Предельно допустимая концентрация (ПДК) плавиковой кислоты:

Вид	ПДК максимально разовая (ПДКм.р.)	ПДК среднесуточная (ПДКс.с.)
ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м3 (в пересчёте на фтор)	0,5	0,1
ПДК в атмосферном воздухе, мг/м3 (в пересчёте на фтор)	0,02	0,005